4.3金属的腐蚀与防护 同步练习题（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.3金属的腐蚀与防护同步练习题一、选择题1．我国科学家开发了一种新型原电池，为综合利用NO2提供了新思路。电池总反应为2Li+NO2=Li2O+NO。下列说法错误的是A．放电时，电子由a极流出经外电路流向b极B．该装置将化学能转化成电能C．可以用含乙二醇的溶液作电解质溶液D．如果电路中转移1mol电子，理论上b极净增15g2．化学能与电能的直接转化需要在一定的装置中才能实现。下列装置与对应叙述相符的是A．装置①中的溶液浓度保持不变B．装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施C．装置③的正极电极反应式：D．装置④的正极电极反应式：3．下列金属防护的做法中，运用了电化学原理的是A．健身器材刷油漆以防锈 B．衣架外面包上一层塑料层C．地下钢铁管道连接镁块以防腐 D．自行车链条涂抹润滑油4．全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法C．钢管上的电极反应式：D．也可以外接直流电源保护钢管，直流电源正极连接金属棒X5．下列方程式不正确的是A．用惰性电极电解氯化镁溶液：B．利用制备：C．钢铁发生吸氧腐蚀的总反应：D．向AgI悬浊液中滴加溶液：6．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是A．I>II>III B．I>III>II C．II>I>III D．II>III>I7．化学与生产、生活及环境密切相关，下列说法错误的是A．推广使用新能源汽车可以减少尾气排放B．含FeSO4的补血剂与维生素C配合使用效果更佳C．BaSO4作为弱电解质难溶于水，在医学上用作钡餐D．轮船上挂锌锭防止铁腐蚀，属于牺牲阳极保护法8．将铁粉和活性炭的混合物用溶液润湿后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是A．以自来水代替溶液，铁也能发生腐蚀B．反应结束后，最终导管内水面上升C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．铁被氧化的电极反应式为二、非选择题9．原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：①a和b不连接时，烧杯中现象是_________________________。②a和b用导线连接，Cu极为原电池___极(填“正”或“负”)，电极反应式为：____________；溶液中H+移向_____(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：__________________________。③若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为____________g。10．电化学是研究化学能与电能转换的装置、过程和效率的科学，应用极其广泛。回答下列问题：(1)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________(填序号)。I．CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2ΔH<0II．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0III．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH<0VI．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH<0(2)下图容器中均盛有稀硫酸。①装置A中的能量转化方式是_____________________________，装置C电池总反应为____________________________________________________________。②装置D中铜电极上观察到的现象_____________________________，溶液中的H+移向_____________(填“Cu”或“Fe”)极附近。③四个装置中的铁被腐蚀时由快到慢的顺序是______________(填字母)。【参考答案】一、选择题1．C【分析】根据电池总反应2Li+NO2=Li2O+NO分析，Li化合价升高，失去电子，作电池的负极。解析：A．根据前面分析Li为负极，放电时，电子由a极流出经外电路流向b极，故A蒸汽；B．该装置是原电池，则是将化学能转化成电能，故B正确；C．Li和乙二醇会直接反应，因此不可以用含乙二醇的溶液作电解质溶液，故C错误；D．根据正极电极反应2Li＋+2e－+NO2=Li2O+NO，如果电路中转移1mol电子，理论上b极有0.5molLi2O生成即净增15g，故D正确。综上所述，答案为C。2．D解析：A．装置①阳极先是锌失去电子，再是铁失去电子，再是铜失去电子，而阴极铜离子得到电子，因此溶液中的浓度会降低，故A不符合题意；B．装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施，则应该接一块活泼性比铁强的金属，比如金属锌，而不是能接活泼性比铁弱的金属，或则会加快铁的腐蚀，故B不符合题意；C．装置③的正极是铁离子得到电子变为亚铁离子，其电极反应式：，故C不符合题意；D．装置④是氢氧酸性燃料电池，则正极电极反应式：，故D符合题意。综上所述，答案为D。3．C解析：A．健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不选；B．衣架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故B不选；C．地下钢铁管道连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极的阴极保护法，运用了电化学原理，故C选；D．自行车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故D不选；故选：C。4．D解析：A．钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确；B．原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；C．由于发生吸氧腐蚀，故正极上氧气放电，电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，C正确；D．用外加电源的负极保护法时，被保护的金属做阴极，故钢管应接电源的负极，通常正极连接惰性电极比如碳棒，D错误；故答案为：D。5．A解析：A．用惰性电极电解氯化镁溶液，阳极得到氯气，阴极得到氢气和氢氧化镁沉淀，离子方程式为：，故A错误；B．利用水解制备：，故B正确；C．钢铁发生吸氧腐蚀负极铁失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子和水生成氢氧根，其总反应：，故C正确；D．利用难溶物的沉淀转化，向AgI悬浊液中滴加溶液：，故D正确。综上所述，答案为A。6．B解析：Fe-­C与水形成原电池，Fe发生吸氧腐蚀，Fe为负极，Fe腐蚀速率较快；Fe­-Al与水形成原电池，Al为负极，Fe被保护；Fe在水中发生化学腐蚀，腐蚀速率较低，故腐蚀速率Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B项正确；故选B。7．C解析：A．新能源汽车主要是使用电能，推广使用新能源汽车可以减少化石燃料的燃烧，减少尾气排放，A正确；B．维生素C具有还原性，可以防止FeSO4被氧化，含FeSO4的补血剂与维生素C配合使用效果更佳，B正确；C．BaSO4虽然难溶于水，但溶于水的部分完全电离，为强电解质，C错误；D．锌比铁活泼，发生电化学腐蚀时，锌为负极被氧化，铁被保护，属于牺牲阳极保护法，D正确；综上所述答案为C。8．D【分析】铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液润湿，构成了原电池。铁为负极，活性炭为正极，NaCl溶液为电解质溶液，发生了铁的吸氧腐蚀。解析：A．自来水中含有自由移动的离子，可以导电，用自来水代替NaCl溶液，也能构成原电池，铁也能发生腐蚀，故A正确；B．在正极，空气中的氧气得到电子被消耗，试管内气体减少，压强降低，伸入水中的导管内水面会上升，故B正确；C．活性炭作为原电池的正极加速了铁的腐蚀，故C正确；D．铁在负极被氧化：Fe-2e-=Fe2+，故D错误；故选D。二、非选择题9．锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出正2H++2e-=H2↑CuZn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑21.6解析：①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此实验现象为：锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，总反应式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，故答案为：正；2H++2e-=H2↑；Cu；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；③若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为0.1mol64g/mol=6.4g。10．VI化学能转化为热能Fe+H2SO4FeSO4+H2↑铜片表面产生气泡CuC>D>A>B解析：(1)在理论上只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，据此解题。I．CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2ΔH<0，非氧化还原反应，I不合题意；II．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0，非自发进行的氧化还原反应，II不合题意；III．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH<0，非氧化还原反应，III不合题意；VI．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH<0，自发进行的氧化还原反应，VI符合题意；故答案为：VI；(2)①装置A中发生反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，反应放热，故能量转化方式是化学能转化为热能，装置C是电解池，Zn作阴极，Fe作阳极，故电池总反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑，故答案为：化学能转化为热能；Fe+H2SO4FeSO4+H